新聞中心

不同種類的木材的膨脹程度

日期:2014年4月18日 13:55
木材是植物的“產品”。喬木和灌木的祖先是羊齒科植物,這種植物的歷史可追溯到泥盆紀。約在二億五千萬年前的二迭紀,這種原始羊齒科植物發展為針葉樹,直到一億年前的白堊紀才形成寬葉樹。 古代人們起初是不經加工就利用樹木取得食物,以后,又把木棒和石頭結合起來(石斧)以及把手杖和石頭結合起來(矛),從而首次制造了工具。隨著學會用火,木材在數千年內成為人類最重要的能源。因此,人類應用木材起始于獲取能源。約在新石器向中石器時代過渡時期(約一萬年前),人類學會了加工木材,人類學會用木材造船和修筑簡單的住所以及制造各種家庭用具。直到最近三、四千年,木材作為原材料應用才發展到目前的狀況。現在我們在技術和藝術活動中到處可見木材。 木材雖密實,但仍是一種孔隙性有機材料。木材由其細胞構成,細胞壁內的空腔中充有多種不同物質。木材的原始形式,即未經加工的形式,稱為原木。木材都是指砍伐后的、長度厚度和質量不同的樹木。可見木材既是原料又是材料。木材主要產在經濟林中,在一定程度上也來自森林之外(公路、通道)。大陸的三分之一有森林覆蓋,當然其中有50%的面積不易通行。約有35%的森林面積未加利用,也就是說這種森林的生長無人工影響。世界森林面積只有11%左右屬于經濟林。人類付出力量經營經濟林,以獲得木材。木材砍伐分兩個階段,其中又要區別初期利用和最終利用。按森林建設和保障質量的要求,在種植了15~30年以后要進行初次砍伐。以后每隔5~10年重復進行(使森林變稀,初期利用)。到樹木完全成熟(不同樹種的成熟期介于80~140年之間)為止,整個森林面積上生產的全部木材有40%到60%已經砍伐進行初期利用,其中大部分為較細的木材品種,然后才將余留的樹木伐掉(較粗的木材品種)。 從物理上看,木材并不密實,含有大大小小的空腔,因此稱之為孔隙體。細胞壁的空腔(毛細管)比細胞的空腔小得多。并在一定程度上充填有水或水汽混合物。木材的這種水分對其強度影響很大。木材的體積密度為300~900公斤每立方米,軟木與硬木的界限約為550公斤每立方米,如不考慮空腔,即所謂“凈密度”,對木纖維是1600公斤每立方米,對木質素是1400公斤每立方米,對所有樹種,可用的平均值為1500公斤/米3。木材像任何孔隙物體一樣,吸收空氣中的水蒸汽,這就是說有吸濕性。隨著空氣的溫度及濕度的不同,木材總是具有相應的濕度,也就是說,木材和環境空氣間總是達到吸濕平衡狀態。空氣相對濕度為20%時,木材經過一段時間的適應后,濕度達到11%。木材吸水膨脹,反之則收縮。俗話說這是木材在“干活”。其軸向上的膨脹和收縮率大多降低0.5%,故可以忽略不計;而切向上的長度變化(松樹為8%)幾乎總是經向上的兩倍,但膨脹和收縮只發生在濕度從0%到30%這個范圍內,之后就達到所謂纖維飽和狀態,停止了這個過程,水分繼續增加而膨脹不會繼續增加。木材的熱延伸性意義不大。木材的磁性能也相當有利,因為用木材制作天線的塔架時,它幾乎不影響天線的發射電磁場。木材的聲學特性與其他材料有明顯區別,因此在制作樂器方面優先得到采用。最典型的例子是聲阻力和隔聲能力比金屬高十倍左右。木材也具有良好的彈性。如果木梁的負荷處于虎克定律范圍而距離破斷負荷足夠遠,那么在當負荷解除時,變形幾乎完全消失,這是典型的彈性材料性質。當然,木材也像其他材料那樣具有屈服現象,即在一定負荷下,變形與時間有關。 木材的強度(在毛密度條件下測出)是突出的,然而,木材允許負荷僅為破斷力的10%左右,所有強度特性與木材的水分相關,水分增加,強度下降。例如,水分為50%時,強度為初始值的50%以下。 木材缺點中最甚者,是容易受到寄生的菌類及寄生蟲的侵蝕,但可以用某些藥劑和其它方法保護木材。 木材的質量和品種的不同,每立方米的價格也不同,我們決不能忽視。森林除了有生產木材的功能以外,還有其它功能。它們對國家文化、環保、水土保護和人類休養的重要性是難以用數字表達的。 目前,我們的地球上有24億公畝的有用森林(全部森林面積為38億公畝),可供利用的木材約有3000億立方米,其中每年約采伐30億立方米。到2000年,全世界每年的木材消耗量將從目前的28億立方米左右增加到近50億立方米。 從世界范圍來看,在天然原料的使用數量方面,木材僅次于煤和石油而居第三位,因而在整個原料經濟中占有重要地位。木材同煤、石油及另外一些天然原料(金屬礦、礦物)相比,有一個根本性的區別,就是它作為天然高分子聚合物能夠不斷生長,從而能持久地供人使用。由于氣候、供水設施、國家文明及其它原因,地球上可居住地區的森林必須保持一定面積,因此木材生產將持久不斷。但木材產量也不能任意提高,因為一棵樹從幼樹到可砍伐要生長80~140年,而人煙稀少或無人地區的砍伐在經濟方面也有一定限度。 謹慎而節約地使用材料的要求無疑也適用于木材,何況木材并不是取之不盡的。根據預測,木材必然發展為化學燃料。這種趨勢可能會使木材這種“傳統”的原材料到本世紀末在材料經濟中的地位發生質的變化。 附: 一、 木材中的水分 木材是一種吸濕性物質,它對于水,不論是氣態還是液態,有一種親和力。木材吸收水分或排除水分的能力決定于周圍大氣的變化。 (一)木材中水分的存在狀態 木材中水分存在的狀態不同,分為三種:一種呈游離狀態存在于細胞腔和細胞間隙中,稱為自由水(游離水)或毛細管水;一種呈吸附狀態存在于細胞壁的微細纖維之間,稱為吸著水(吸附水)或稱膠體水;一種與細胞壁組成物質呈化學結合,稱為化合水。前兩種水量多,對材性影響大,是主要的。后一種水量極少,對材性無影響,僅在化學加工時才有用處。一般所論水分,僅對前兩種水分而言。 (二)木材含水量的計算 木材中水分的含量叫做含水率或含水量,用木材中水分的重量與木材重量之比的百分率表示。 含水率以全干木材的重量作為計算的基礎,算出的數值叫絕對含水率,其計算式為: W0 =[ (G濕-G干)÷G干 ]×100% 式中:G濕 濕木材重量,克 G干 全干木材重量,克。 含水率以濕木材的重量作為計算基礎,算出的數值叫做相對含水率,其計算公式為: W=[(G濕—G干)÷G濕]×100% 在生產實踐中一般采用絕對含水率作為計算木材中水分含量的標準。因為絕干材重量固定,便于比較;而相對含水則因含水木材的原始重量隨時在變更,不宜作比較之用。但若將木材作為燃料用時則采用相時含水率作為標準。因木材的發熱量在很大程度上決定于相對含水率,發熱量隨著相對含水率的增大而下降。 (三)木材的吸濕性 木材中的水分不斷地隨其周空氣的相對濕度及溫度的變化而變化,當空氣中蒸汽壓力大于木材表面水分的蒸汽壓力時,木材自外吸收水分,這種現象叫吸濕;反之,則木材中的水分向外蒸發,這種現象叫解吸。木材的這種性質稱做吸濕性。 木材長時間暴露在一定溫與一定相對濕度的空氣中,木材會達到相對恒定的含水率,稱為平衡含水率。 木材的吸濕性不但使木材的的物理、力學性質隨著大氣的狀況變化而變化,并使木材發生收縮和膨脹。因此,如何減少木材的吸濕性是十分重要的。同時使用的木材應接近于平衡平衡含水率或低于平衡含水率。 (四)木材的纖維飽和點 當潮濕的木材蒸發水分時,首先蒸發自由水,當自由水蒸發完畢而吸著水尚在飽和狀態時,稱為纖維飽和點。這時的含水量稱為飽和點含水量。 纖維飽和點隨樹種與濕度而不同,當空氣溫度約為20°C與空氣濕度為100%時,多種木材纖維飽和點含水量的平均值約為30%,其變異范圍約在23~33%之間。 纖維飽和點是所有木材材性變化的轉折點。就木材強度來說,當木材含水量在纖維以上時,其強度為一恒量,不因含水量的多少而有增減。但如果木材任意干燥,當其含水減至纖維飽和點以下時,其強度則由含水率的減低而增加;反之,因含水率的增加而減小,二者成一定的反比關系。 纖維飽和點和木材收縮、膨脹的關系:當木材含水量在纖維飽和點以上時,自由水的增減,木材沒有脹縮的變化。含水量降到纖維飽和點以下時,木材隨含水量的減少而收縮,等到含水量降到零,收縮達到最大;反之,木材隨含水量的增另而膨脹,當含水量達到纖維飽和點時,這時纖維膨脹達到最大。纖維飽和點與木材導電性關系:含水量在纖維飽和點以下時因水的電阻比木材小,所以含水量減少,電阻加大,導電性減弱;含水量增高,電阻減少,導電性增強。 (五)木材含不率的程度在其利用上的意義 木材的含水率隨各種狀態而有不同,差異頗大,分述如下: 1、 生材 新伐的木材稱為生材。生材含水率均在纖維飽和點以上,一般為70~140%。生材含水率的多少,對木材材性影響很小。其所以有測定的必要,主要是應用在木材運輸和木材干燥方面。如生材含水率極大,采伐后不給以適當的干燥時間,將使木材的運輸費用增加。大木材干燥方面,也只有了解生材含水率,才便于掌握材干燥的時間和方法。 2、 濕材 水運或濕存后的木材,稱為濕材。由于長期浸泡在水中,其含水率較高,往往大天生材含水率。雖然濕材含水率較高,但由于一些水溶性的內含物滲出,反而利于干燥。 3、 氣干材 用自然干燥的方法,接近平衡含水率的木材,稱為氣干材,其含水率在15%左右。由于生材到氣干材所需要的時間的長短,因樹種、木段大小和氣干條件等因素而不同,一般較大的木段需1~2年以上。 4、 窯干材 把材放入干燥窯里,干燥到氣干材以下的水分,含水率約在4~12%,稱為窯干材(爐干材)。人工干燥的主要優點在于干燥后木材的吸濕性減低;并 能避免天然干燥中的一些缺陷(變色、蟲害等),因此人工干燥已在生產中得到廣泛的應用。 5、 全干材:在木材試驗研究工作中,為測定木材的含水率,必須將木材干燥至全干狀態,此時的木材稱為全干材(絕干材)其含水率接近于0。在木材實際應用中,沒有使用全干材的,所以它在生產上沒有意義。

所屬類別: 行業資訊

該資訊的關鍵詞為:

免费网赚项目 华坪县| 宝山区| 明光市| 高阳县| 安陆市| 宁德市| 南汇区| 两当县| 遵化市| 上蔡县| 葵青区| 准格尔旗| 石屏县| 信阳市| 林甸县| 武胜县| 岑溪市| 达拉特旗| 栾城县| 崇明县| 义乌市| 射阳县| 宁化县| 绥滨县| 余江县| 从江县| 兴业县| 怀柔区| 成安县| 武宣县| 武强县| 大厂| 利川市| 鄱阳县| 邵东县| 建阳市| 姜堰市| 和田市| 新源县| 馆陶县| 布拖县| 仁怀市| 淅川县| 通辽市| 葫芦岛市| 监利县| 博客| 雷波县| 宁明县| 枝江市| 建平县| 云浮市| 宝应县| 寿阳县| 积石山| 开阳县| 大冶市| 无锡市| 大同市| 策勒县| 内江市| 太仆寺旗| 边坝县| 改则县| 阿拉善左旗| 万全县| 镇平县| 延津县| 贺州市| 白玉县| 兰西县| 嘉峪关市| 宜城市| 秦皇岛市| 蓬莱市| 泰兴市| 衡山县| 孙吴县| 哈巴河县| 定襄县| 祥云县| 广宁县| 枣庄市| 兴业县| 土默特左旗| 根河市| 丰原市| 绥化市| 军事| 五原县| 南丹县| 靖西县| 汉寿县| 平安县| 衡南县| 双峰县| 广德县| 衡阳市| 闽侯县| 唐河县| 阿拉善左旗| 寻乌县| 安阳县| 平山县| 青川县| 贵州省| 河池市| 五原县| 平江县| 齐齐哈尔市| 共和县| 九江县| 成都市| 如东县| 岚皋县| 东光县| 张北县| 栖霞市| 乌拉特后旗| 登封市| 齐齐哈尔市| 绍兴县| 罗山县| 石嘴山市| 浦县| 喀喇沁旗| 卢龙县| 巢湖市| 闽侯县| 兴山县| 高阳县| 丹棱县| 蒙阴县| 电白县| 济源市| 都江堰市| 襄汾县|